Question

岩浆成矿作用

Answer 1

一、含矿矽卡岩质熔流体或矿浆的生成

伴随被钙质岩石污染的中酸性岩浆发生去气、脱硅和液态不混溶分离作用，原始岩浆所携带的或/和被捕获的成矿元素所形成的金属硫化物和/或铁氧化物液体，趋向于聚集到从被污染岩浆中分离出来的富铁(镁)质高密度钙(铁、镁)硅酸盐质熔体中(Smirnov，1983;Kravchuk，1994)。当其含量较多时，便可形成矽卡岩-铁氧化物/硫化物矿浆或含矿矽卡岩浆(吴言昌等，1998)。

一般说来，中酸性岩浆同化或同熔混合碳酸盐岩所形成的矽卡岩浆和与之共轭的富碱(低硅)岩浆的规模往往较小。因此，伴随矽卡岩浆形成而出现同生硫化物/铁氧化物液体的大量聚集，进而形成矽卡岩质矿浆的概率是较小的，硫化物-矽卡岩质矿浆更是这样。所以，已发现的矽卡岩-硫化物矿浆贯入型矿床均属小型，尚未有达到中型规模者，尽管这类矿床(体)往往产有富矿石和特富矿石。但是，矽卡岩-铁矿浆形成的贯入型(含铜或不含铜)磁铁矿床所能达到的规模往往比前者大得多。被钙质岩污染的中酸性岩浆所含铁氧化物液体的分离和聚集，不仅伴随着矽卡岩浆的生成而发生，还与同矽卡岩浆有共轭关系的富碱(低硅)岩浆(往往是富钠闪长岩质岩浆)的进一步分异演化密切相关。从安徽月山矿田的西马鞍山和马头山富钠闪长岩类成岩演变中可清楚看到，岩石中TFeO含量与SiO₂和Na₂O含量变化呈强烈负相关关系(γ_SiO2-Na2O=0.941，γ_Na2O-TFeO=0.840，γ_SiO2-TFeO=－0.858)，表明成岩演变中铁质(Fe₂O₃+FeO)从岩浆中逐渐移出。这部分铁质会聚到矽卡岩-铁矿浆中，并可能是其主要来源，因为富钠闪长岩类的体积比岩浆矽卡岩体大得多。所以，已确定为矽卡岩-铁矿浆贯入型的(含铜或不含铜)磁铁矿床，既有小型的(马头山矿床).也有大中型的(西马鞍山矿床)和大型的(湖北大冶铁山矿床)。

二、岩浆矽卡岩成矿作用

岩浆矽卡岩的成矿作用是伴随含矿矽卡岩浆的贯入成岩过程而发生的，包括熔离作用、熔离-热液交代作用和气液伟晶充填-交代作用。在特殊情况下，还有矽卡岩-矿浆的不混溶分离-律式堆积(晶)成矿作用(图8-1)。它们分别形成了矽卡岩-矿浆贯入型铜铁、铜(金)矿床、矽卡岩质熔流体贯入(熔离)-交代型铜金(钼)矿床和矽卡岩-伟晶岩型铜(金、银)矿床，以及韵律条带状方解石-钙铁榴石-磁铁矿堆积矿体。前三者均可达工业开采规模.后者虽为小矿体且不具工业价值，但对研究矽卡岩-铁(硫化物)矿浆成矿过程中不同矿物相生成和演变关系及其所展现的特殊结构、构造有一定的或重要的理论意义。

图8-1 韵律条带状方解石－钙铁榴石－磁铁矿脉开采断面(据吴言昌等，1998)

岩浆矽卡岩成矿作用所具有的特点:①金属矿物的生成(结晶)，按磁铁矿—贱金属简单硫化物—贱金属复杂硫化物以及金银矿物和硫盐矿物的顺序进行，并较严格地遵从温度递降规律;②磁铁矿的生成对矽卡岩矿物不引发氧缓冲反应，硫化物的生成也不出现硫缓冲反应。因此，矿石中交代现象不存在或不发育，仅在气液阶段及其后，方出现较明显的交代现象;③从岩浆晚期-气液伟晶期-热液期为基本连续的，不同成矿期或阶段可相互过渡，组成一个特殊的成岩成矿序列。

根据石碌铁矿床赋矿围岩———石碌群的沉积环境分析、矿石的结构和构造特征、成矿物质和成矿流体来源的示踪以及成矿时代的研究，并结合矿区北侧的昌江-琼海断裂带的演化特征，我们认为，在成矿早期，亦即中新元古代石碌群地层沉积时期，因弧后盆地裂解，地壳深部来源的富铁的火山熔浆沿深部断裂(可能是昌江-琼海断裂)在上升和/或喷溢过程中，可能与当时沉积于盆地内的浅海相—潟湖相或浅海相—滨海相含铁的不纯灰岩、不纯白云岩相互作用，或同熔混合了周围的含铁的不纯灰岩、不纯白云岩，最终导致一套类似于矽卡岩矿物组合的、呈层状的、富铁的岩浆(即二透岩的原岩)。这一岩浆产生和成矿过程可能形成一种类似于高温条件下火山岩变质成因的交代热液，并可能有富铁的熔浆或矿浆出现，因而构成石碌矿床的初始矿源层或矿胚。矿区矿石和赋矿围岩C，O同位素的示踪结果和大量熔融包裹体的发现、铁矿石的结构和构造特征以及石碌群含有一套双峰式火山熔岩组合，均支持这一推断。